CN102718634B - 亚烷基双烷基酚化合物及制备方法 - Google Patents
亚烷基双烷基酚化合物及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种亚烷基双烷基酚化合物及制备方法。采用了以二烷基苯酚和脂肪醛为原料，在硫酸催化下，加入复合乳化剂，即聚乙烯醇和阴离子表面活性剂组成的复合乳化剂体系合成亚烷基双烷基酚化合物，反应条件为：二烷基苯酚以100g为基准计算，聚乙烯醇1.5~2.5g，阴离子表面活性剂0.5~2g，2~10%硫酸水溶液200~400g，二烷基苯酚与脂肪醛的摩尔比为1：0.5~0.8，反应时间5~10小时，反应温度70~100℃。与现有的合成路线相比，本发明的优点在于使用聚乙烯醇和阴离子表面活性剂组成的复合乳化剂体系，使得反应体系中各个物料的分散更加均匀，乳化效果更好，从而使反应更好的进行，而且操作过程简便可靠，条件易控制，产品纯度高，收率、纯度均可达98%以上。
Description
技术领域
本发明涉及酚类化合物及制备方法，特别涉及一种亚烷基双烷基酚化合物及制备方法。
背景技术
亚烷基双烷基酚（双酚）类化合物是一种抗氧剂，是合成新型高效抗氧剂双酚单丙烯酸酯和高效能聚丙烯酸成核剂的基本原料，广泛应用于抗氧剂，合成树脂等领域。主要制备方法如下所述：
JP-2006-124331是有关亚烷基双烷基酚（双酚）制备方法，脂肪醛和2，4-二叔戊基苯酚为原料，用对甲基苯磺酸代替阴离子表面活性剂，在硫酸催化下合成双2，2’-亚烷基双烷基酚化合物，反应结束后加入二甲苯萃取收集有机相分析，双酚最佳含量95.7%，收率97.6%。要分离含量较高双酚，还需与溶剂分离，双酚收率较低。
据当代化工2005年第34卷第2期报道，以甲醛和2，4-二叔丁基苯酚为原料，加入十二烷基硫酸钠，在酸催化下缩合法合成双2，2’-亚甲基双（4，6-二叔丁基苯酚），最佳收率只有91.2%。此方法在反应过程中物料易发生结块和冲料现象，控制不稳定，操作难度较大，收率低。
CN1500768及CN1506345以甲醛和2-叔丁基-4-甲基苯酚为原料，在两个串联装有固体酸催化剂固定床反应器中反应，2，2’-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚）平均收率98%。纯度98%，此方法收率较高，但设备投资大，固体酸催化剂制备较复杂，产品经蒸馏提纯得到，能耗较高。
据应用化工2009年第38卷第3期报道，以多聚甲醛和2-叔丁基-4-甲基苯酚为原料，正庚烷做溶剂，Span80做分散剂，采用离子交换树脂催化合成2，2’-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚），收率94.6%，纯度96.6%。此方法收率及纯度较低，并以正庚烷做溶剂，操作较复杂生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在复合乳化剂（即聚乙烯醇和阴离子表面活性剂组成的复合乳化剂体系）作用下亚烷基双烷基酚化合物的乳化缩合制备方法。该方法操作过程简便可靠，工艺条件易控制，收率高，生产成本低，制备的产品纯度较高，可直接用做塑料、橡胶、粘合剂等高分子材料的抗氧剂，适合工业化生产。
本发明的技术方案如下：
以二烷基苯酚和脂肪醛为原料，在硫酸催化下，加入复合乳化剂合成亚烷基双烷基酚化合物，反应条件为：二烷基苯酚以100g为基准计算，聚乙烯醇1.5~2.5g，阴离子表面活性剂0.5~2g，2~10%硫酸水溶液200~400g，二烷基苯酚与脂肪醛的摩尔比为1：0.5~0.8，反应时间5~10小时，反应温度70~100℃。
所述的复合乳化剂是由聚乙烯醇与阴离子表面活性剂组成的复合乳化体系。
所述的二烷基苯酚包括2，4-二叔丁基苯酚、2，4-二特戊基苯酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-4-乙基苯酚或2-叔丁基-5-甲基苯酚。
所述的脂肪醛包括甲醛、乙醛、丙醛或丁醛。
所述的阴离子表面活性剂为烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠或石油磺酸钠。
反应方程式为：
其中：
R1=叔丁基或特戊基；R2=叔丁基、特戊基、甲基或乙基；R3=H、甲基、乙基或丙基。
与现有的合成路线相比，本发明的优点在于使用聚乙烯醇和阴离子表面活性剂组成的复合乳化剂体系，使得反应体系中各个物料的分散更加均匀，乳化效果更好，从而使反应更好的进行，而且操作过程简便可靠，条件易控制，产品纯度高，收率高（收率、纯度均可达98%以上），成本低。
具体实施方式
对比例一
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液480g（200g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基磺酸钠4.8g（2.0g/100g酚），2，4-二特戊基苯酚240g，40%乙醛90g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.8），然后升温至90~95℃，保温反应5h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚乙基双（4，6-二特戊基苯酚），以2，4-二特戊基苯酚为基准计算，收率91.2%，纯度96.9%。
实施例一
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液480g（200g/100g酚），聚乙烯醇6g（2.5g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基磺酸钠4.8g（2.0g/100g酚），2，4-二特戊基苯酚240g，40%乙醛90g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.8），然后升温至90~95℃，保温反应5h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚乙基双（4，6-二特戊基苯酚），以2，4-二特戊基苯酚为基准计算，收率98.0%，纯度98.5%。
实施例二
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液600g（333g/100g酚），聚乙烯醇3g（1.7g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基硫酸钠1.8g（1.0g/100g酚），2，4-二特戊基苯酚180g，40%乙醛50g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.59），然后升温至95~100℃，保温反应9h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚乙基双（4，6-二特戊基苯酚），以2，4-二特戊基苯酚为基准计算，收率98.0%，纯度98.7%。
实施例三
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入5%硫酸水溶液500g（278g/100g酚），聚乙烯醇3g（1.7g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基苯磺酸钠2.7g（1.5g/100g酚），2，4-二叔丁基苯酚180g，40%甲醛45g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.69），然后升温至80~90℃，保温反应8h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚甲基双（4，6-二叔丁基苯酚），以2，4-二叔丁基苯酚为基准计算，收率98.2%，纯度98.5%。
实施例四
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液720g（400g/100g酚），聚乙烯醇2.7g（1.5g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基苯磺酸钠0.9g（0.5g/100g酚），2-叔丁基-4-甲基苯酚180g，40%甲醛41g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.5），然后升温至90~95℃，保温反应10h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚甲基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚），以为2-叔丁基-4-甲基苯酚基准计算，收率98.0%，纯度98.4%。
实施例五
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入10%硫酸水溶液600g（233g/100g酚），聚乙烯醇6g（2.3g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基硫酸钠2g（0.8g/100g酚），2，4-二特戊基苯酚257g，40%甲醛50g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.61），然后升温至70~80℃，保温反应10h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚甲基双（4，6-二特戊基苯酚），以2，4-二特戊基苯酚为基准计算，收率98.3%，纯度98.5%。
实施例六
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液600g（379g/100g酚），聚乙烯醇3g（1.9g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基硫酸钠1.4g（0.9g/100g酚），2，4-二叔丁基苯酚158.5g，40%乙醛50g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.59），然后升温至95~100℃，保温反应9h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚乙基双（4，6-二叔丁基苯酚），以2，4-二叔丁基苯酚为基准计算，收率98.5%，纯度98.7%。
实施例七
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液500g（397g/100g酚），聚乙烯醇3g（2.4g/100g酚），搅拌升温45℃，加入石油磺酸钠1g（0.8g/100g酚），2-叔丁基-4-甲基苯酚126g，40%乙醛50g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.59），然后升温至95~100℃，保温反应9h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚乙基双（4-甲基-6-叔丁基苯酚），以2-叔丁基-4-甲基苯酚为基准计算，收率98.5%，纯度98.0%。
实施例八
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液480g（381g/100g酚），聚乙烯醇3g（2.4g/100g酚），搅拌升温45℃，加入石油磺酸钠1.6g（1.3g/100g酚），2-叔丁基-5-甲基苯酚126g，丁醛40g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.72），然后升温至95~100℃，保温反应8h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得4,4'-亚丁基双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)，以2-叔丁基-5-甲基苯酚为基准计算，收率98.7%，纯度98.8%。
实施例九
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液480g（200g/100g酚），聚乙烯醇6g（2.5g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基磺酸钠4.0g（1.7g/100g酚），2，4-二特戊基苯酚240g，丙醛40g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.67），然后升温至90~95℃，保温反应6h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚丙基双（4，6-二特戊基苯酚），以2，4-二特戊基苯酚为基准计算，收率98.6%，纯度98.3%。
实施例十
在装有搅拌温度计回流冷凝器的2L四口烧瓶中，在氮气保护下，加入2%硫酸水溶液480g（200g/100g酚），聚乙烯醇6g（2.5g/100g酚），搅拌升温45℃，加入十二烷基磺酸钠4.8g（2.0g/100g酚），2，4-二特戊基苯酚240g，丁醛50g（酚与脂肪醛的摩尔比为1:0.68），然后升温至90~95℃，保温反应7h。降温至室温，过滤。滤饼用水洗涤呈中性，室温干燥，得2，2’-亚丁基双（4，6-二特戊基苯酚），以2，4-二特戊基苯酚为基准计算，收率98.1%，纯度98.0％。
Claims (3)
1.一种结构式如下所示的亚烷基双烷基酚类化合物的制备方法，其特征是：以二烷基苯酚和脂肪醛为原料，在硫酸催化下，加入复合乳化剂合成亚烷基双烷基酚化合物，反应条件为：二烷基苯酚以100g为基准计算，聚乙烯醇1.5～2.5g，阴离子表面活性剂0.5～2g，2～10％硫酸水溶液200～400g，二烷基苯酚与脂肪醛的摩尔比为1：0.5～0.8mol，反应时间5～10小时，反应温度70～100℃；所述的复合乳化剂是由聚乙烯醇与阴离子表面活性剂组成的复合乳化体系；所述的阴离子表面活性剂为烷基磺酸钠、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠或石油磺酸钠；
其中：R1＝叔丁基或特戊基；R2＝叔丁基、特戊基、甲基或乙基；R3＝H、甲基、乙基或丙基。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的二烷基苯酚选自2，4-二叔丁基苯酚、2，4-二特戊基苯酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚或2-叔丁基-4-乙基苯酚。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的脂肪醛选自甲醛、乙醛、丙醛或丁醛。
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